沈阳地铁二号线电客车半自动车钩介绍及连挂问题分析

王瑞佟振兴

一 摘要关键词：地铁 二号线 半自动车钩 连挂

沈阳地铁二号线电客车车钩系青岛四方车辆研究所制造，型号为CG-5密封式地铁车钩装置，分为头车半自动车钩，中间车半永久牵引杆钩缓装置两种形式。头车半自动钩缓装置位于电客车的头尾端，其作用是保证列车组之间的机械连接和风路的自动连接和自动分解。主要功能包括：自动机械连挂、自动气路连挂、人工电路联挂、能在车站车场以手动气动解钩、通过弹性缓冲器实现能量吸收功能、为吸收能量设可压溃筒、对中装置等功能等。

图1 半自动车钩

二 主要技术参数

2.1 整体参数

纵向拉伸屈服强度 ≥640 kN

纵向压缩屈服强度 ≥800 kN

车钩长度 1350 mm

最大水平摆角±35°

最大垂直摆角 ±6°

2.2 缓冲器参数：

行程 ≤73 mm

静态容量≥14 kJ

动态容量≥24 kJ

2.3 压溃变形管参数：

行程 185 mm

稳态力 600 kN

三 半自动车钩解构组成

头车半自动钩缓装置由连挂系统、压溃装置、紧凑式缓冲系统和过载保护装置四部分组成，如图1所示。

3.1 连挂系统

CG-5 机械车钩的连挂系统采用既有密接车钩通用的凸锥、凹锥形式和半圆形钩舌结构。这种结构形式简单，连挂解钩动作灵活，容易提高车钩连挂部分的强度，并可以保证拉压强度一致。

当两车连挂时，凸锥插入对侧车钩凹锥内，凸锥内侧面压迫对方半圆钩舌沿逆时针方向转动40°，并压缩解钩风缸弹簧。两钩连接到位后，车钩连接面相互接触，两钩钩舌在解钩风缸弹簧作用下恢复原位，车钩进入闭锁状态。解钩时，操作人员扳动解钩手柄，推动钩舌逆时针方向转动40°至开锁位置，此时两钩即可分解。凸锥、凹锥在车辆连挂时起到定位和导向作用，决定了密接车钩的连挂范围。本方案的密接式车钩可以保证两钩纵向中心线之间存在5°夹角也能够正常连挂，这一特性保证了车钩能在R135m 小曲线上顺利连挂。该车钩与压溃装置的接口通过连接环实现连接。头车连挂系统钩体上方装有总风管连接器和解钩管连接器，可以在列车连挂时自动连接列车管路，在列车分解时自动切断管路。

3.2 压溃装置

半自动钩缓装置的压溃装置的压溃装置采用膨胀式压溃管。压溃管具有较大的能量吸收能力，当列车在运行或连挂过程中发生碰撞，钩缓装置受到的纵向载荷大于额定值时，压溃管就发生作用产生塑性变形，最大限度吸收冲击能量，以达到保证车辆人身安全和保护车辆设备的目的。

在正常使用中，钩缓装置在牵引工况时，牵引载荷会通过压溃装置内部的刚性连接来传递，变形元件不受到影响；在压缩工况时，钩缓装置所受载荷低于压溃装置触发力值时，变形元件不发生动作，压缩能量由弹性胶泥缓冲器来吸收。

3.3 紧凑式缓冲系统

紧凑式缓冲系统采用弹性胶泥缓冲系统，由安装吊挂系统和弹性胶泥缓冲器两部分组成。弹性胶泥缓冲器在结构上与安装吊挂系统融为一体，承担钩缓装置的弹性缓冲、水平对中、垂直支撑等功能。

弹性胶泥缓冲器通过安装吊挂系统的拉压转换，在拉、压两个方向均能吸收24KJ载荷。相比紧凑式缓冲器常用的橡胶吸收元件而言，弹性胶泥缓冲器寿命更长，能量吸收特性和舒适度更高。在安装吊挂系统中，支承装置支撑整个钩缓装置保持水平；回转装置为整个钩缓装置提供水平和垂直面内的转动自由度；对中装置使整个钩缓装置向纵向中心线回复、使其自动对中。在对中装置中，对中机构弹簧力为整个钩缓装置提供一定范围内的水平对中力矩，使其在在水平方向±16°范围之内，有较大对中旋转力矩，超过±16°对中力矩消失，但是钩缓装置可以继续旋转到±20°的范围，以方便在特殊环境下的检修作业。

3.4 过载保护装置

过载保护装置采用过载保护螺栓装置，用于列车在超速连挂或者受到强烈冲击所收外力超过标定值时，使车钩脱离车体安装板向后回退，以使车体上的防爬器互相咬合。整个钩缓装置通过4个过载保护螺栓安装在车体上。过载保护螺栓使用可在额定载荷下断裂的结构，来达到过载保护的目的。正常牵引状态下，安装座顶靠在车体安装板的后部，将牵引力传递到车钩，过载保护螺栓并不承受牵引力。在钩缓装置受压缩载荷状态下，受到压缩载荷达到过载保护装置额定触发力时，过载保护螺栓发生断裂，车钩与车体安装板脱离，车钩向后运动。

图2 半自动车钩的连挂状态（上）和分解状态（下）

四．半自动车钩连挂问题

4.1问题描述

当电客车进行工程车或电客车连挂时，会经常出现连接失败的情况，需要在轮对下打铁鞋阻行装置，连挂速度等要求才能保证车钩连挂上。这样对相关施工作业效率产生较大影响。

4.2 问题分析

通过现场对车钩钩锁位置连挂处的凸锥、凹锥形和半圆形钩舌结构进行观察测绘。发现钩舌部门连接长度在30mm，并且在左右也有一定的晃动余量，钩舌根部的灵活性也不能有所保证。建议在今后的架修中，将钩舌部门进行一定的结构改进，并且定期为活结处涂油，保证其正常使用的灵敏度满足连挂的使用要求。

参考文献：

1. 《沈阳地铁二号线维修手册》

2. 《地铁设计标准GB50157-2003》

3. 《沈阳地铁连挂操作规程》

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。